ภาพกราฟิกที่แสดงถึง ACE and Wind ของ NASA และยานอวกาศ Cluster ของ ESA ที่เผชิญกับเครื่องบินไอพ่นแสงอาทิตย์ เครดิตภาพ: UC Berkeley คลิกเพื่อขยาย
กองยานอวกาศของยานสำรวจอวกาศและอวกาศขององค์การนาซ่าและหน่วยอวกาศแห่งยุโรปได้สังเกตเห็นอนุภาคขนาดใหญ่ที่มีประจุไฟฟ้าในลมสุริยะระหว่างดวงอาทิตย์และโลก เครื่องบินเจ็ทกว้างอย่างน้อย 200 เท่าของโลกถูกขับเคลื่อนโดยการชนสนามแม่เหล็กในกระบวนการที่เรียกว่า
การเชื่อมต่อแม่เหล็กในลมสุริยะ
เครื่องบินไอพ่นเหล่านี้เป็นผลมาจากเครื่องเร่งอนุภาคตามธรรมชาติที่บดบังสิ่งใดก็ตามที่สร้างขึ้นบนโลก นักวิทยาศาสตร์สร้างตัวเร่งอนุภาคขนาดยาวหลายไมล์บนโลกเพื่อชนอะตอมเข้าด้วยกันในความพยายามที่จะเข้าใจกฎพื้นฐานของฟิสิกส์
เครื่องบินไอพ่นที่มีการเชื่อมต่อที่คล้ายกันเกิดขึ้นในโล่แม่เหล็กของโลกสร้างเอฟเฟกต์ที่สามารถปิดการใช้งานยานอวกาศโคจรและทำให้เกิดพายุแม่เหล็กรุนแรงบนโลกของเราบางครั้งก็รบกวนสถานีพลังงาน
ไอพ่นอวกาศที่เพิ่งค้นพบใหม่มีขนาดใหญ่กว่าที่เกิดขึ้นภายในโล่แม่เหล็กของโลก การสังเกตใหม่เป็นการวัดโดยตรงครั้งแรกที่บ่งชี้ว่าการเชื่อมต่อใหม่ของแม่เหล็กสามารถเกิดขึ้นได้ในเครื่องชั่งขนาดใหญ่
การทำความเข้าใจเกี่ยวกับการเชื่อมต่อสนามแม่เหล็กเป็นพื้นฐานในการทำความเข้าใจปรากฏการณ์ระเบิดทั่วจักรวาลเช่นเปลวสุริยะ (การระเบิดพันล้านเมกะตันในชั้นบรรยากาศของดวงอาทิตย์) การระเบิดของรังสีแกมม่า เช่นเดียวกับที่ยางรัดสามารถหักได้เมื่อบิดมากเกินไปการเชื่อมต่อใหม่ของแม่เหล็กเป็นกระบวนการทางธรรมชาติซึ่งพลังงานในสนามแม่เหล็กที่ถูกตรึงเครียดจะถูกปลดปล่อยออกมาทันทีเมื่อมันเปลี่ยนรูปร่างเร่งอนุภาค (ไอออนและอิเล็กตรอน)
“ ด้วยการตรวจวัดแบบประสานงานโดยยานอวกาศการเชื่อมต่อของ Sun-Earth เช่น ACE, Wind, และ Cluster เท่านั้นที่เราสามารถสำรวจสภาพแวดล้อมของอวกาศด้วยรายละเอียดที่ไม่เคยมีมาก่อนและในสามมิติ” ดร. Tai Tai Phan ผู้เขียนผลการวิจัยกล่าว , เบิร์กลีย์ “ สภาพพื้นที่ใกล้โลกเป็นห้องปฏิบัติการทางธรรมชาติเพียงแห่งเดียวที่เราสามารถทำการตรวจวัดทางฟิสิกส์โดยตรงของปรากฏการณ์แม่เหล็กที่เกิดขึ้นทั่วทั้งจักรวาล” บทความของพานปรากฏเป็นบทความใน Nature เมื่อวันที่ 12 มกราคม
ลมสุริยะเป็นกระแสที่เจือจางของก๊าซ (ไอออนไนซ์) ที่มีประจุไฟฟ้าซึ่งพัดจากดวงอาทิตย์อย่างต่อเนื่อง เนื่องจากลมสุริยะนั้นมีประจุไฟฟ้าจึงมีสนามแม่เหล็กสุริยะอยู่ด้วย ลมสุริยะที่เกิดขึ้นจากสถานที่ต่าง ๆ บนดวงอาทิตย์มีสนามแม่เหล็กที่ชี้ไปในทิศทางที่แตกต่างกัน การเชื่อมโยงแม่เหล็กใหม่ในลมสุริยะเกิดขึ้นเมื่อ“ แผ่น” ของสนามแม่เหล็กที่มีทิศทางตรงข้ามถูกกดเข้าหากัน ในการทำเช่นนั้นแผ่นเชื่อมต่อเพื่อสร้างภาพตัดขวางรูปตัว X ที่ถูกทำลายหรือหักเพื่อสร้างรูปทรงเรขาคณิตของเส้นแม่เหล็กใหม่ การสร้างรูปทรงแม่เหล็กที่แตกต่างทำให้เกิดกลุ่มไอพ่นมากมายที่ไหลออกจากเว็บไซต์เชื่อมต่อใหม่
จนกระทั่งเมื่อเร็ว ๆ นี้ส่วนใหญ่มีรายงานการเชื่อมต่อใหม่ทางแม่เหล็กใน "สนามแม่เหล็ก" ซึ่งเป็นโล่แม่เหล็กตามธรรมชาติรอบโลก มันประกอบด้วยเส้นสนามแม่เหล็กที่สร้างขึ้นโดยดาวเคราะห์ของเราและปกป้องเราจากการไหลของอนุภาคที่มีประจุอย่างต่อเนื่องซึ่งประกอบกันเป็นลมสุริยะโดยการเบี่ยงเบนพวกมัน อย่างไรก็ตามเมื่อเส้นสนามแม่เหล็กของดาวเคราะห์ที่เกิดจากลมสุริยะเกิดขึ้นในทิศทางตรงกันข้ามกับเส้นสนามแม่เหล็กของโลกการเชื่อมต่อใหม่จะถูกกระตุ้นและวัสดุจากดวงอาทิตย์สามารถทะลุเกราะของโลกได้
เหตุการณ์การเชื่อมต่อใหม่ก่อนหน้านี้ที่วัดในสนามแม่เหล็กของโลกชี้ให้เห็นว่าปรากฏการณ์นั้นเกิดขึ้นแบบสุ่มและเป็นธรรมชาติในระยะไม่เกินสองสามหมื่นกิโลเมตร (ไมล์) อย่างไรก็ตาม“ การค้นพบครั้งนี้มีการถกเถียงกันมานานเกี่ยวกับว่าการเชื่อมต่อใหม่นั้นมีการติดตั้งภายในหรือไม่หรือสามารถใช้งานข้ามภูมิภาคที่กว้างใหญ่ในอวกาศได้หรือไม่” ดร. แจ็คกอสลิ่งจากมหาวิทยาลัยโคโลราโด ผู้บุกเบิกในการวิจัยการเชื่อมต่อใหม่ในอวกาศ
ภาพที่กว้างขึ้นของการเชื่อมต่อใหม่ของสนามแม่เหล็กเกิดขึ้นเมื่อยานอวกาศหกลำ? ยานอวกาศยุโรปสี่กลุ่มในคลัสเตอร์และ Advanced Composition Explorer (ACE) และ Wind probes ของนาซา กำลังบินอยู่ในลมสุริยะนอกสนามแม่เหล็กโลกเมื่อวันที่ 2 กุมภาพันธ์ 2545 และได้ค้นพบโอกาส ในช่วงระยะเวลาประมาณสองชั่วโมงครึ่งยานอวกาศทุกลำที่สังเกตเห็นจะเรียงลำดับกระแสการยิงของอนุภาคเจ็ตติ้งขนาดใหญ่กว้างอย่างน้อย 2.5 ล้านกิโลเมตร (ประมาณ 1.5 ล้านไมล์หรือเกือบ 200 เส้นผ่านศูนย์กลางโลก) เกิดจากการเชื่อมต่อใหม่ที่ใหญ่ที่สุดเท่าที่เคยมีมา วัดโดยตรง
พานกล่าวว่าหากการเชื่อมต่อที่ตรวจพบใหม่เป็นหย่อมยานอวกาศหนึ่งหรือมากกว่านั้นน่าจะไม่พบการไหลของอนุภาคที่เร่งตัวขึ้นพานกล่าว “ นอกจากนี้เหตุการณ์การเชื่อมต่อซ้ำแบบสุ่มและต่อเนื่องจะส่งผลให้ยานอวกาศตรวจจับเครื่องบินไอพ่นพุ่งไปในทิศทางที่ต่างกันซึ่งไม่ใช่กรณี”
เนื่องจากยานอวกาศตรวจพบเครื่องบินเจ็ตนานกว่าสองชั่วโมงการเชื่อมต่อใหม่จะต้องเกือบคงที่ในช่วงเวลานั้น มี 27 เหตุการณ์การเชื่อมต่อขนาดใหญ่อีกใช่ไหม กับเครื่องบินไอพ่นที่เกี่ยวข้อง - ถูกระบุโดย ACE และลมสี่แห่งนั้นขยายขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางโลกมากกว่า 50 เส้นหรือ 650,000 กิโลเมตร (ประมาณ 400,000 ไมล์) ด้วยข้อมูลเพิ่มเติมเหล่านี้ทีมสามารถสรุปได้ว่าการเชื่อมต่อลมสุริยะใหม่จะต้องถูกมองว่าเป็นปรากฏการณ์ที่ยืดเยื้อและต่อเนื่อง
เหตุการณ์ 2 กุมภาพันธ์ 2002 อาจมีขนาดใหญ่กว่ามาก แต่ยานอวกาศนั้นถูกแยกจากกันโดยมีเส้นผ่านศูนย์กลางโลกไม่เกิน 200 ตัวดังนั้นจึงไม่ทราบขอบเขตที่แท้จริงของมัน สองภารกิจใหม่ของนาซาจะช่วยวัดขนาดที่แท้จริงของกิจกรรมเหล่านี้และตรวจสอบรายละเอียดเพิ่มเติม ภารกิจ Solar Terrestrial Relations Observatory (STEREO) ซึ่งมีกำหนดเปิดตัวในเดือนพฤษภาคมหรือมิถุนายนของปี 2549 จะประกอบด้วยยานอวกาศสองดวงที่โคจรรอบดวงอาทิตย์ที่อยู่ฝั่งตรงข้ามของโลกโดยแยกจากกันมากถึง 186 ล้านไมล์ (เกือบ 300 ล้านกิโลเมตร) ภารกิจหลักของพวกเขาคือการสังเกตการพุ่งออกของมวลโคโรนาการระเบิดของก๊าซที่มีประจุไฟฟ้าจากดวงอาทิตย์ในสามมิติ อย่างไรก็ตามยานอวกาศจะสามารถตรวจจับเหตุการณ์การเชื่อมต่อใหม่ของแม่เหล็กที่เกิดขึ้นในลมสุริยะด้วยเครื่องมือที่ใช้วัดสนามแม่เหล็กและอนุภาคที่มีประจุ ภารกิจ Magnetospheric Multi-Scale (MMS) ที่วางแผนเปิดตัวในปี 2013 จะใช้ยานอวกาศสี่ลำที่เหมือนกันในวงโคจรของโลกต่าง ๆ เพื่อทำการศึกษาอย่างละเอียดเกี่ยวกับสาเหตุของการเชื่อมต่อใหม่ของแม่เหล็กในสนามแม่เหล็กโลก
แหล่งที่มาดั้งเดิม: NASA News Release
